專(zhuān)利名稱(chēng)：一種應(yīng)用化學(xué)漿液對(duì)豎井井筒實(shí)施注漿堵水的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于礦井維護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種應(yīng)用化學(xué)漿液對(duì)豎井井筒實(shí)施注漿堵水的方法。
背景技術(shù)：
在礦井采礦作業(yè)中，主礦井一般是豎井結(jié)構(gòu)，由于礦井周?chē)鷰r體經(jīng)常遇見(jiàn)透水導(dǎo)水層，地下蘊(yùn)存的大量裂隙水會(huì)隨著作業(yè)面不斷滲出，嚴(yán)重情況下全井筒都有滲漏水，尤其在井筒經(jīng)過(guò)的幾個(gè)斷層處均有集中涌水，而且斷層處涌水量大、水壓高。若井筒滲水進(jìn)和涌水得不到有效封堵，勢(shì)必嚴(yán)重惡化主井設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境，也嚴(yán)重影響生產(chǎn)能力的發(fā)揮。目前，國(guó)內(nèi)針對(duì)礦井井筒滲水問(wèn)題，主要是通過(guò)在井筒筒壁以一定布置方式密集開(kāi)設(shè)注漿孔，然后向注漿孔內(nèi)注漿堵水。現(xiàn)有的注漿堵水技術(shù)多以傳統(tǒng)的普通水泥漿液為主要注漿漿料，而水泥漿液由于粒徑較大只能將大的裂隙導(dǎo)水通道堵住，微裂隙仍然不能有效封堵，如果井筒深度大，且井壁沒(méi)有采用防滲混凝土，那么由于靜水壓力較高會(huì)導(dǎo)致水不斷地從圍巖裂隙滲出，繼而通過(guò)井壁混凝土的毛細(xì)孔隙滲到井壁上，因此使用新材料并配以合理的方案進(jìn)行壁后注漿是解決井筒滲水、涌水的一個(gè)有效途徑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種封堵效果好且成本低的應(yīng)用化學(xué)漿液對(duì)豎井井筒實(shí)施注漿堵水的方法。為此，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種應(yīng)用化學(xué)漿液對(duì)豎井井筒實(shí)施注漿堵水的方法，包括如下步驟:
(1)在注漿孔孔口安裝孔口管，在孔口管管口安裝高壓球閥，將高壓球閥與注漿管路相連接，將注漿管路另一端連接注漿泵；
(2)打開(kāi)高壓球閥，通過(guò)注漿泵向注漿孔內(nèi)注入水泥漿液，至注漿孔內(nèi)漿液壓力達(dá)到4-5MPa時(shí)停止注入水泥漿液；
(3)在注漿泵上連接混合器，將脲醛樹(shù)脂與草酸溶液通過(guò)兩根管路分別同時(shí)注入混合器，在混合器內(nèi)混合得到的化學(xué)漿液再通過(guò)注漿泵注入注漿孔內(nèi)，當(dāng)注漿孔內(nèi)壓力達(dá)到10-13MPa時(shí)控制注漿速度，使注漿孔內(nèi)漿液壓力在10-13MPa下保持5_10min，停止注入化學(xué)漿液；
(4)關(guān)閉高壓球閥，靜置10-24h使注漿孔內(nèi)的漿液凝固，然后拆下高壓球閥，換孔注漿。進(jìn)一步地，步驟(2)中，水泥漿液的水灰比為1:0.65-0.8。進(jìn)一步地，步驟(3)中，脲醛樹(shù)脂與草酸溶液的體積混合比為1:0.2-0.3。進(jìn)一步地，步驟(3)中，草酸溶液的質(zhì)量濃度為40-60%。本發(fā)明注漿材料的選取:
常規(guī)的注漿堵水只采用普通水泥，水泥不溶于水，而且普通水泥的顆粒較大，因此不能有效地封堵圍巖中的導(dǎo)水微裂隙，堵水效果有限。本發(fā)明所用的化學(xué)漿液以脲醛樹(shù)脂為主，脲醛樹(shù)脂是一種性能較為優(yōu)良的流體注漿材料，它還是一種水溶性樹(shù)脂，在酸性條件下能迅速凝固成有一定機(jī)械強(qiáng)度的固結(jié)體，脲醛樹(shù)脂的粒徑是水泥的0.0l倍，可注入0.0lmm的微細(xì)含水裂隙和孔隙中，其抗壓強(qiáng)度可達(dá)70MPa，是水泥的2-3倍，在物理性能(粘度、膠凝時(shí)間、聚合特點(diǎn)等)、強(qiáng)度性能(粘結(jié)強(qiáng)度:1.7-3.7MPa，固沙強(qiáng)度:1.2-9.5MPa)及高滲透性等方面可以滿(mǎn)足固沙防滲及孔隙水封堵的要求；而且脲醛樹(shù)脂穩(wěn)定性較好、揮發(fā)性較低、析水程度小，其漿液固化后形成的固結(jié)體對(duì)混凝土井壁和鋼筋無(wú)腐蝕性；草酸具有微膨脹性能，為脲醛樹(shù)脂的固化提供酸性條件，而且加入草酸溶液可使注漿結(jié)束后注漿孔內(nèi)形成的凝固體發(fā)生微膨脹，從而不會(huì)因凝固體收縮產(chǎn)生復(fù)出水，并且其使用效果較為穩(wěn)定。步驟(3)中，“注漿孔內(nèi)壓力達(dá)到10_13MPa時(shí)控制注漿速度，使注漿孔內(nèi)漿液壓力在10-13MPa下保持5-10min，停止注入化學(xué)漿液”，以上壓力值的設(shè)定原因是考慮到井壁的最大承受壓力，壓力太大容易壓壞井壁，而壓力太小容易導(dǎo)致注漿不徹底，經(jīng)實(shí)驗(yàn)，注漿壓力達(dá)10-13MPa，注漿效果最好。另外，步驟(3)中，脲醛樹(shù)脂呈流體形態(tài)，由于脲醛樹(shù)脂與草酸溶液相互混合后在靜置狀態(tài)下會(huì)迅速凝固，故需要通過(guò)兩根管路先分別注入混合器，然后在混合器內(nèi)混合后迅即由注漿泵注入注漿孔內(nèi)，防止脲醛樹(shù)脂與草酸溶液在注漿前混合凝固。此外，脲醛樹(shù)脂在注漿孔內(nèi)與草酸溶液溶液混合后在數(shù)秒至數(shù)分鐘內(nèi)即可達(dá)到初凝，
本發(fā)明的有益效果在于:堵水效果好，可實(shí)現(xiàn)導(dǎo)水微裂隙的有效封堵；操作簡(jiǎn)單，成本低。
具體實(shí)施例方式一種應(yīng)用化學(xué)漿液對(duì)豎井井筒實(shí)施注漿堵水的方法，包括如下步驟:
(1)在井筒筒壁上密集開(kāi)設(shè)注漿孔，在注漿孔孔口安裝孔口管，在孔口管管口安裝高壓球閥，將高壓球閥與注漿管路相連接，注漿管路另一端連接注漿泵；
(2)打開(kāi)高壓球閥，通過(guò)注漿泵向注漿孔內(nèi)注入水泥漿液，至注漿孔內(nèi)漿液壓力達(dá)到4-5MPa時(shí)停止注入水泥衆(zhòng)液，其中，水泥衆(zhòng)液的水灰比即加入水與水泥的重量比為1:0.65-0.8 ;事實(shí)上，在注漿孔內(nèi)的漿液壓力達(dá)到4-5MPa時(shí)，水泥漿液難以再注入注漿孔內(nèi)；注漿孔內(nèi)漿液的壓力則由連接在注漿泵上的壓力表測(cè)定，以下漿液壓力值測(cè)定同；
(3)在注漿泵上連接混合器，將脲醛樹(shù)脂與草酸溶液通過(guò)兩根管路分別同時(shí)注入混合器，在混合器內(nèi)經(jīng)混合得到的化學(xué)漿液再通過(guò)注漿泵注入注漿孔內(nèi)，當(dāng)注漿孔內(nèi)壓力達(dá)到10-13MPa時(shí)控制注漿速度，使注漿孔內(nèi)漿液壓力在10-13MPa下保持5_10min，停止注入化學(xué)漿液；其中，脲醛樹(shù)脂與草酸溶液的混合比為1:0.2-0.3 ；
(4)關(guān)閉高壓球閥，靜置10-24h使注漿孔內(nèi)的漿液凝固，然后拆下高壓球閥，換孔注漿。將本發(fā)明方法應(yīng)用于金川集團(tuán)公司850m中段開(kāi)采工程的上盤(pán)主井，該井井口標(biāo)高1797.6m，井底標(biāo)高697m，在注入化學(xué)漿液前先后經(jīng)歷了 7次普通水泥漿液注漿，但出水量仍然高達(dá)62.26m3/h，在原注漿孔基礎(chǔ) 上采用本發(fā)明注漿方法后720米水平以上(箕斗配重以上段)出水量不大于8m /h ；720米水平以下出水量不大于10m /h，合計(jì)出水量不大于18 m /h。說(shuō)明應(yīng)用本發(fā)明方法在井筒堵水上取得了良好的效果。
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用化學(xué)漿液對(duì)豎井井筒實(shí)施注漿堵水的方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)在注漿孔孔口安裝孔口管，在孔口管管口安裝高壓球閥，將高壓球閥與注漿管路相連接，將注漿管路另一端連接注漿泵； (2)打開(kāi)高壓球閥，通過(guò)注漿泵向注漿孔內(nèi)注入水泥漿液，至注漿孔內(nèi)漿液壓力達(dá)到4-5MPa時(shí)停止注入水泥漿液； (3)在注漿泵上連接混合器，將脲醛樹(shù)脂與草酸溶液通過(guò)兩根管路分別同時(shí)注入混合器，在混合器內(nèi)混合后再通過(guò)注漿泵注入注漿孔內(nèi)，當(dāng)注漿孔內(nèi)壓力達(dá)到10-13MPa時(shí)控制注漿速度，使注漿孔內(nèi)漿液壓力在10-13MPa下保持5-10min，停止注入化學(xué)漿液； (4)關(guān)閉高壓球閥，靜置10-24h使注漿孔內(nèi)的漿液凝固，然后拆下高壓球閥，換孔注漿。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用化學(xué)漿液對(duì)豎井井筒實(shí)施注漿堵水的方法，其特征在于，步驟(2)中，水泥漿液的水灰比為1:0.65-0.8。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用化學(xué)漿液對(duì)豎井井筒實(shí)施注漿堵水的方法，其特征在于，步驟(3)中，脲醛樹(shù)脂與草酸溶液的體積混合比為1:0.2-0.3。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用化學(xué)漿液對(duì)豎井井筒實(shí)施注漿堵水的方法，其特征在于，步驟(3)中，草酸溶液的質(zhì)量濃度為40-60%。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種應(yīng)用化學(xué)漿液對(duì)豎井井筒實(shí)施注漿堵水的方法，主要包括如下步驟(1)在注漿孔處安裝孔口管、高壓球閥、注漿管路及注漿泵等設(shè)備；(2)打開(kāi)高壓球閥，通過(guò)注漿泵向注漿孔內(nèi)注入水泥漿液；(3)在注漿泵上連接混合器，將脲醛樹(shù)脂與草酸溶液通過(guò)兩根管路分別同時(shí)注入混合器，在混合器內(nèi)混合后再通過(guò)注漿泵注入注漿孔內(nèi)；(4)關(guān)閉高壓球閥，靜置10-24h使注漿孔內(nèi)的漿液凝固，然后拆下高壓球閥，換孔注漿。本發(fā)明方法堵水效果好，可實(shí)現(xiàn)導(dǎo)水微裂隙的有效封堵；操作簡(jiǎn)單，成本低。
文檔編號(hào)E21D5/04GK103174428SQ20131008282
公開(kāi)日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2013年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月15日
發(fā)明者楊志強(qiáng), 王虎, 薛忠杰, 許贏沛, 鄒龍, 左鈺, 張俊文, 白廣勇, 郜保君, 周銘領(lǐng), 張建發(fā) 申請(qǐng)人:金川集團(tuán)股份有限公司